数字模拟转换器
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）是一种将数字信号转换成模拟信号的电子设备。
它将离散的数字信号转换为连续的模拟信号，通常用于将数字信号转换为模拟信号后驱动各种模拟设备，如扬声器、电机等。
数模转换器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 采样：数字信号是由一系列离散的采样值组成的。
数模转换器首先接收到这些采样值作为输入。
通常情况下，采样值是经过模数转换器（ADC）转换而来的。
2. 量化：数模转换器将接收到的每个采样值进行量化。
量化是将连续的采样值映射到离散的数值表示。
通常情况下，量化会使用固定的位数，将采样值映射到对应的二进制数值。
3. 数字数据处理：量化后的数字数据进一步进行处理，如增益调整、数字滤波等。
这些处理步骤可以根据具体应用需求来设计。
4. 数模转换：经过上述处理后的数字数据被送入数模转换器电路中。
数模转换器电路根据数字数据的大小，控制对应的模拟电压或电流输出。
数模转换器电路通常由电阻网络、模拟开关等组成，可以通过开关打开或关闭不同的电路路径，来控制输出的模拟电压或电流值。
5. 输出滤波：数模转换器输出的模拟信号经过滤波电路进行平
滑处理，根据需要去除高频噪声或者其他不需要的频谱成分，从而得到最终的模拟信号。
总的来说，数模转换器通过将离散的数字信号转换为连续的模拟信号，实现了数字与模拟信号之间的转换。
它在各种电子设备中起到了至关重要的作用，如音频设备、通信设备、控制系统等。
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理：
数模转换器(DAC)是一种用于将数字信号转换成模拟信号的电子器件。
它通常由一个或多个数据寄存器、一个把数据寄存器中的数字信号转换成模拟信号的量化器、一个滤波器和一个出口放大器组成。
数模转换器的工作原理是：首先，从数据寄存器中读取数字信号，然后将这些数字信号输入到量化器中。
量化器根据输入的数字信号，利用反馈控制原理，将数字信号转换成相应模拟信号。
转换后的模拟信号，经过滤波器稳定，再经过出口放大器进行放大，最后得到所要求的模拟信号。
数模转换器的量化器是整个系统的核心部分，它是一种实现数字信号转换成模拟信号的硬件装置。
量化器的工作原理如下：首先，将输入的数字信号以一定的步长分割成几个区间，每个区间分别对应一个不同的模拟信号。
然后，将数字信号与量化器的比较电路中的参考电压进行比较，以确定数字信号所在的区间，并将相应的模拟信号输出。
最后，根据反馈控制原理，量化器会根据上一个输出模拟信号来调整参考电压，使输出模拟信号尽可能接近输入的数字信号。
量化器的输出模拟信号经过滤波器，滤波器的功能是消除量化器输出模拟信号中的噪声，使模拟信号稳定可靠。
滤波器的原理是：当输入模拟信号的频率超过滤波器的截止频率时，滤波器会把高频分量滤除，达到抑制噪声的目的。
最后，滤波后的模拟信号被输入到出口放大器中，出口放大器的功能是把低幅度的模拟信号放大到需要的等级，以便满足后续接收机的要求。
总之，数模转换器的工作原理是：读取数字信号 -> 进行量化 -> 滤波 -> 放大 -> 得到模拟信号。
它可以满足各种特定的需求，是一种高效、可靠的电子器件。
dac的原理及应用
DAC的原理及应用1. 什么是DACDAC是数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter）的缩写，它是一种电子设备，用于将数字信号转换为模拟信号。
数字信号是离散的，它由一系列二进制数据表示，而模拟信号是连续的，它用电压或电流的变化表示。
DAC将数字信号转换为模拟信号的过程是通过将数字信号的离散值映射到模拟信号的连续值来完成的。
DAC是数字系统和模拟系统之间的桥梁，它在很多领域都有广泛应用，如音频处理、通信系统、仪器仪表等。
2. DAC的工作原理DAC的工作原理可以简单分为两个步骤：数字信号的采样和信号的重构。
2.1 数字信号的采样数字信号的采样是将连续的模拟信号按照一定的时间间隔进行采样，得到一系列离散的采样值。
在DAC中，一般使用的采样方法是脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）。
PCM是一种常用的数字音频编码方式，它将模拟音频信号按照一定的采样频率和位深度进行采样，并将采样值转换为二进制数据表示。
2.2 信号的重构在DAC中，信号的重构是指将采样得到的离散信号恢复为连续的模拟信号。
这一步骤通过使用插值算法或者模拟滤波器来实现。
插值算法通过根据离散信号间的关系来估计未知的连续信号值，从而实现信号的连续化。
模拟滤波器则通过滤除高频噪声和保留有效信号部分来重构信号。
3. DAC的应用DAC在很多领域都有着重要的应用。
下面列举了一些常见的DAC应用领域：3.1 音频处理音频处理是DAC的主要应用之一。
在数字音频系统中，DAC被用来将数字音频信号转换为模拟音频信号，以驱动扬声器和耳机。
DAC的性能对音频质量有着决定性的影响，因此在这个领域中，高性能的DAC是至关重要的。
3.2 通信系统在通信系统中，DAC用于将数字信号转换为模拟信号，以进行信号调制和解调。
在数字调制解调器中，DAC用于将数字基带信号转换为模拟中频信号。
高速率的通信系统通常需要高性能的DAC来实现准确和高效的信号转换。
数模转换器工作原理
数模转换器工作原理
数模转换器是一种将数字信号转换为模拟信号的电子器件。
它的工作原理包括以下几个关键步骤。
首先，数模转换器接收到一个输入的数字信号。
这个数字信号是以二进制形式表示的，即由一串0和1组成的数列。
接下来，数模转换器将输入的数字信号通过采样和量化过程进行处理。
采样是指以固定的时间间隔对输入信号进行抽样，将每个抽样点的幅值记录下来。
量化是指将每个抽样点的幅值映射到一组离散的模拟信号值之间，以表示输入信号的数值大小。
然后，数模转换器使用一个数字到模拟转换器（DAC）来将
量化后的数字信号转换为模拟信号。
DAC将每个量化的数字
信号值映射到一个相应的模拟信号幅值上，形成一个连续的模拟信号波形。
最后，经过数字到模拟转换的处理，数模转换器通过输出端口将转换后的模拟信号传递给外部电路或设备进行进一步处理或使用。
总结起来，数模转换器的工作原理可以简化为接收数字信号、采样和量化、数字到模拟转换，最终将数字信号转换为模拟信号输出。
这个过程将数字信息转换为连续的模拟波形，使得数字信号可以在模拟电路中进行处理和传输。
电路分析专题研讨-数字-模拟转换器(DAC)原理研究
数字-模拟转换器（DAC）原理研究题目描述：图 1-1 可作为研究DA 转换电路的模型，其中开关，，分别与三位二进制数相对应。
当二进制数为“1”时开关接入相应电压Vs，为“0”时开关接地。
设Vs=12V。
(1)列出从000 到111 所有数字信号对应的模拟电压。
（2）若每隔1us 可以给出一个数字信号，试给出一种产生周期为16us，幅度为7V 的锯齿波和三角波和方波的数字信号方案（仅给出一个波形周期的数字信号即可）。
用EWB 软件仿真你的设计方案。
（3）查阅DAC0832 芯片手册，分析其倒置R-2R 电阻网络（图1-2）进行DAC 转换原理。
当其输出接电流电压转换运放如图1-3 时，推导其输出电压。
（4）扩展：设计一个数字控制增益的电压放大器，V0=nkVi，其中n=0-15，k=2,Vi=+/-5V。
用EWB 仿真设计结果。
方案及原理描述由图1—1利用等效法和叠加法求V0。
叠加定理：由全部独立电源在线性电阻电路中产生的任一电压或电流，等于每一个独立电源单独作用所产生的相应电压或电流的代数和。
理论分析及计算由V0=V-=V+知，实际为最右端2k?电阻上的电压（1）让Vs1单独作用，使开关接地，Vs2=Vs3=0，此时利用元件约束关系可以将电路逐步简化为：（此时1k?两端电压为4 V0，所以回路中的电流大小为4V0 mA，利用KVL可得，V0=Vs1）(2)让Vs2单独作用，使开关接地，Vs1=Vs3=0，此时利用元件约束关系可以将电路逐步简化为：（此时左右两条支路的电压均为2 V0, 电流均为V0。
）（此时1k?两端电压为2V0，回路中的电流为2V0 mA,由KVL知：V0=Vs2）（3）让Vs3单独作用，使开关接地，Vs2=Vs1=0，此时利用元件约束关系可以将电路逐步简化为：(此时1k?两端电压为V0，回路中电流为V0 mA，由KVL知：V0=Vs3)。
综上，有叠加法有：V0=Vs1+Vs2+Vs3。
dac数模转换器工作原理
dac数模转换器工作原理
DAC（数字模拟转换器）的工作原理主要包括两个步骤：数字信号的采样和模拟信号的重构。
在数字信号的采样阶段，DAC将输入的数字信号分解为一系列离散的采样值。
这些采样值通常是在固定的时间间隔内进行采样的。
这些采样值可以通过模数转换器（ADC）从模拟信号中获取，或者通过数字信号处理器（DSP）等设备生成。
在模拟信号的重构阶段，DAC将这些采样值转换为模拟信号。
这个过程通
常涉及到使用一种或多种模拟电路来重建原始的模拟信号。
最简单的DAC
是二进制加权电阻网络，也称为R-2R网络。
该网络由一系列电阻组成，其中每个电阻的阻值与二进制数的相应位相关联。
当输入的数字信号的某个位为1时，相应的电阻将连接到一个参考电压上，而当该位为0时，相应的电阻将连接到地。
通过这种方式，DAC可以根据输入的数字信号的每个位的
值来调整输出的模拟信号的电压。
此外，除了R-2R网络，还有其他一些常见的DAC架构，如串行接口DAC、并行接口DAC和ΔΣ（Delta-Sigma）DAC。
这些不同的架构在实现上有所不同，但基本原理是相似的：将数字信号转换为模拟信号。
总的来说，DAC的工作原理可以概括为两个主要步骤：数字信号的采样和模拟信号的重构。
通过使用不同的DAC架构，可以实现高精度、高速度和低功耗的数字到模拟信号的转换。
模数转换器的原理及应用
模数转换器的原理及应用模数转换器，即数模转换器和模数转换器，是一种电子器件或电路，用于将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号。
该器件在许多领域都有广泛的应用，包括通信、音频处理、图像处理等。
一、数模转换器的原理数模转换器的原理基于采样和量化的过程。
采样是指在一段时间间隔内对连续的模拟信号进行测量，将其离散化，得到一系列的样本。
量化是指将采样得到的模拟信号样本转换为对应的数字量。
1. 采样过程：通过采样器对连续的模拟信号进行采样，即在一段时间间隔内选取一系列点，记录其幅值。
采样频率越高，采样得到的样本越多，对原始信号的还原度越高。
2. 量化过程：将采样得到的模拟信号样本转换为数字量。
量化的目的是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，通常使用二进制表示。
量化过程中，将采样得到的模拟信号样本确定为离散的幅值值，并用数字表示。
二、模数转换器的原理模数转换器将数字信号转换为模拟信号，其原理与数模转换器相反。
它将数字信号的离散样本重新合成为连续的模拟信号，恢复出原始的模拟信号。
1. 数字信号输入：模数转换器接收来自数字信号源的离散数字信号样本。
2. 重构模拟信号：根据输入的数字信号样本，模数转换器重构出原始的模拟信号。
这需要根据离散样本的幅值重新合成出连续变化的模拟信号。
三、模数转换器的应用模数转换器在许多领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域：1. 通信系统：在通信系统中，模数转换器用于将数字信号转换为模拟信号进行传输。
它将数字信号编码为模拟信号，便于在传输过程中传递。
2. 音频处理：在音频处理系统中，模数转换器用于将数字音频信号转换为模拟音频信号，以便于放音或其他音频处理操作。
3. 图像处理：在数字图像处理领域，模数转换器用于将数字图像信号转换为模拟图像信号，以便于显示或其他图像处理操作。
4. 控制系统：模数转换器在控制系统中用于将数字控制信号转换为模拟控制信号，以便于控制各种设备或系统的运行。
电路中的数字转模拟转换器将数字信号转化为模拟信号
电路中的数字转模拟转换器将数字信号转化为模拟信号数字转模拟转换器在电路中的作用及原理数字转模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）是一种将数字信号转化为模拟信号的电子器件。
它在现代电子系统中起着重要的作用，广泛应用于音频处理、通信系统、仪器仪表等领域。
本文将对数字转模拟转换器的作用、原理以及应用进行介绍。
一、数字转模拟转换器的作用在数字系统中，处理的是经过采样离散得到的数字信号，而许多外部设备与传感器的输出信号为模拟信号。
为了使数字系统能够正确地与模拟设备进行通信和控制，就需要将数字信号转换为模拟信号。
这就是数字转模拟转换器的作用。
数字转模拟转换器可以将离散的数字信号通过一定的算法和电路设计，转换为与时间连续的模拟信号。
转换后的模拟信号可以模拟出原始数据的连续变化趋势和精确数值，因此可以被模拟设备准确地识别和处理。
二、数字转模拟转换器的工作原理数字转模拟转换器的工作原理是基于采样定理和数学插值的原理。
具体来说，数字转模拟转换器通过一系列的操作将输入的数字信号转换为模拟波形。
以下是数字转模拟转换器的基本工作原理：1. 样本保持（Sample and Hold）：采样保持电路会周期性的对输入的数字信号进行采样，并在下一个时刻保持这个值。
这样可以保持输入信号的连续性，使其能够实现模拟信号的平滑过渡。
2. 数字量化（Digital Quantization）：数字量化是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
通过使用模数转换器（ADC）将输入信号进行离散化，将连续的信号分成多个等间距的小区间。
每个小区间都对应一个离散的数字值。
3. 数字编码（Digital Encoding）：数字编码是指将量化后的数字信号用二进制数表示。
常见的编码方式有二进制编码、格雷码等。
4. 数字解码（Digital Decoding）：数字解码是将编码后的数字信号恢复为模拟信号的过程。
数字解码部分采用的是数模转换器（DAC），将二进制编码转换为相应的模拟电压或电流。
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数字模拟转换器本章内容3.1 概述3.2 DAC的工作原理3.3 典型DAC芯片及应用举例3.1 概述DAC通常包括（但不限于）以下几个组成部分： 电阻网络 模拟开关运算放大器 精密参考电压源❒DAC不仅是模拟量输出通道中最主要装置，而且在许多反馈型ADC中，DAC也是其中的重要组成部分，对ADC性能有着至关重要的影响。
❒需要指出的是：DAC输出的只是时间上的连续信号。
对于n比特二进制数字输入，DAC输出信号幅度只有2n个取值可能，其波形为阶梯信号，不是严格意义上的模拟信号！❒D/A转换基本原理❒DAC的转换特性u O/ku，或i O/kiDAC的主要技术指标（以二进制为例）（2）转换速度用完成一次转换所需的时间—建立时间t set—来衡量。
建立时间t set（settled）：从输入信号变化开始到输出电压进入与稳态值相差±1/2 LSB 范围以内的时间。
输入信号由最小（全为0）变为最大（全为1，对应V满FSR的测量条件。
量程）时，所需的时间最长，这是tset评价转换速度的另外一个指标是：在单位时间内，DAC可以完成转换的最大次数。
（3）转换精度☐输出模拟电压实际值与理论值之间的差值☐转换误差的表示形式主要有：最低有效位的倍数。
如：1 LSB、0.2 LSB输出电压满度值FSR的百分数，如：0.1％FSR☐DAC执行转换任务的四个部件均可引起转换误差，但具有不同的特点。
☐注意：权电阻网络和模拟开关均集成在DAC内部；但有些D/A转换电路中的求和放大器和参考电源为外接。
A）非线性误差B）零点失调误差❒零点失调误差可通过放大器的零点校准进行消除。
但是由于半导体材料的温度特性，静态的零点校准方法无法在整个温度范围内消除零点失调误差。
❒放大器工作环境的温度变化，使得零点失调误差成为影响精度的主要因素。
因此这种误差又称为温度漂移误差，简称温飘或漂移。
❒思考：怎样克服？❒在放大器工作过程中，如果能够不断地对实际温飘进行动态测量，并利用负反馈技术对零点进行动态地自适应校准（补偿），从而使放大器始终工作在无漂移误差状态。
——自动零点补偿（AZ）技术C）增益误差：3.2 DAC的工作原理❒有多种方式可以实现D/A转换，例如：❒脉冲宽度调制信号PDM或PWM（Pulse-Duration orWidth Modulation）用脉冲宽度表示信号的幅度，也是一种模拟信号，在许多领域有着广泛的用途。
❒使用可编程定时器/计数器（如Intel 8253/ 8254），可以很方便地将数字信号转换成PDM信号。
许多单片机本身就带有PDM信号输出端口。
❒若将PDM信号再转换成脉冲幅度调制信号PAM（Pulse Amplitude Modulation），PAM信号经过低通滤波以后就形成连续时间信号。
有多种电路可以实现PDM到PAM的变换。
❒上述转换方法的主要缺点——速度太慢！２）工作原理由于运算放大器的输入偏置电流近似为０，所以：Fi i4）双极性输出结构二、R-2R T形电阻网络DAC２）工作原理3）特点讨论☺模拟开关Si不论接何位置，都相当于接地。
由于各个电阻两端的电压和流过的电流都不随开关的掷向而改变，不存在对网络（芯片）中寄生电容的充、放电现象，因而工作速度和转换精度都有所提高。
☺由于只使用两种阻值的电阻，因此电阻的精度容易保证，芯片制造简单。
☹无论是权电阻网络DAC还是倒T形电阻网络DAC，模拟开关总存在一定的导通电阻和导通压降，而且在实际芯片中，每个开关的情况又不完全相同，所以它们的存在无疑会引起转换误差，影响转换精度。
思考：引入恒流源电路，消除电阻分压现象。
三、权电流型D/A转换器2）恒流源电路，从而获得不同的恒流源。
Ei电路中有多个数值差异很大的恒流源，需要多个数值差异也很大的R Ei，又给芯片实现带来困难。
怎么办？3）改进I/2I/4I/8I/16I/2I/4I/8I/16I/16四、具有双极性输出的D/A转换器偏移电路符号取反其中：反相器G完成符号位的取反；RB 和VB组成偏移电路。
为使输入为100时的输出电压等于零，需使下式成立：电路实现：五、Sigma-delta调制型D/A转换器简介❒数字音频的普及，迫切需要大量和廉价的高分辨率DAC。
此外，资源勘探、医学影像和防务电子设备对精密DAC都有旺盛的需求。
❒IC制造遇到的问题：数字易，模拟难。
奈奎斯特型DAC 难以实现16bit以上分辨率。
❒解决之道：尽可能用数字取代模拟。
Σ-Δ型DAC的关键技术：过采样+噪声整形。
（原理将在下一章介绍）❒优点：制造简单，匹配容易，高精度❒缺点：输出有时延❒主要生产厂商：TI、ADI、NEC、Motorola…3.3 典型DAC芯片及应用举例N 型DIP16封装管脚图一、DAC0808（DAC08、DAC080N ）（1）特点和主要技术指标：•权电流转换方式，双极型电路•高速互补电流输出•建立时间：70~85 ns •最大摆率(dI/dt )：8mA/μs •满量程电流校准：±1 LSB •TTL, CMOS, ECL, HTL, PMOS 电平接口•全温度范围内非线性误差小于0.1% •FSR 电流温飘：±10ppm / ºC •电源电压范围：±4.5 V to ±18 V •低功耗：35 mW at ±5 V DAC0808（2）内部结构和各引脚功能•V+和V-：正负模拟电源。
范围从±4.5 V 到±18 V•V LC：逻辑接口电平控制。
改变V LC的电平可实现与不同类型的数字电平接口。
如果与TTL电平互连，V LC接地；与CMOS和PMOS电平互连，V LC接+5V。
•V REF(+)和V REF(-)：精密参考电源输入端•外接参考电压源经电阻R REF或电位器后，再连接到V REF(+)和V REF(-)端（如下图）。
•输入基准电流：I REF= V REF(+)/ R REF•I REF最大值+5mA，典型值+2mA。
通常V REF(+)为10V，R REF 取5KΩ。
•I OUT与I OUT：互补电流输出。
以下简单电路可将电流型输B 8~B 1：8比特数字信号输入，输入无锁存。
•对于输入无锁存的DAC ，不适合与数字总线直接相连，除非与总线之间另外再增加数字锁存器和相应的锁存控制信号。
•此类DAC 一般与输出保持或锁存的数字接口互连，当数字信号变化时，DAC 的输出立即随之改变。
因此，此类DAC 适用于随动控制和快速跟踪等场合•另外注意到：DAC 输出=模拟基准∙数字输入；改变基准也可以改变输出的幅度。
因此此类DAC 称为模拟数字混合乘算器，或模数混合乘算型DAC•COMP ：补偿端，利用外接电容，对基准变化后DAC 的频率(带宽）特性进行补偿（若V REF =10V ，R REF =2K Ω~80K Ω，I REF =5mA~125μA ，电容值可取15pf~70pf 。
（3）应用举例——任意函数发生器位计数器6位DIP开关运放–+D7 ~D064KB EPROMA9~A0 A15~A10讨论：a）怎样改变输出波形的幅度？☐调节电位器，改变Rs的大小。
☐DAC0808的I REF的变化范围为40:1，最大5mA，最小125μA。
b）怎样在X轴方向上对波形进行伸缩控制？☐改变CLK的周期c）怎样改善波形质量？☐增加每段函数波形对应的存储单元数量☐使用更高分辨率的DACd）DAC输出端的低通滤波e）输出阻抗DAC二、AD7524（1）特点和主要技术指标：☐R-2R T形电阻网络☐8比特分辨率，满量程总误差≤±0.125LSB☐建立时间：400±100nsAD7524结构☐自带输入锁存器，与内存“写”操作相类似的锁存时序。
☐CMOS工艺，10mW低功耗，与TTL电平兼容接口。
☐外接精密参考电压。
基准电压可正、可负，基准电压的极性改变时，输出电压极性也相应改变。
☐内部不含运算放大器，OUT1端通常外接运算放大器的负输入端，OUT2接地。
14V DD（2）引脚信号（3）应用举例（4）DAC的零点和满度（增益）校准三、DAC0830 / 0831 / 08321、特点和主要技术指标：☐分辨率：8比特，权电流+倒T型电阻网络；☐满量程总误差：DAC0830≤0.1%（0.25 LSB），DAC0831≤±0.2%（0.5 LSB）,DAC0832≤±0.5%（1 LSB）。
☐建立时间：1μs，互补电流输出。
☐增益温度系数：2ppm /℃（0.0002% FS /℃）☐带有2级数据输入锁存器☐单电源：+5V～+15V；V REF：-10V～+10V；☐低功耗：20mW，CMOS工艺2、引脚信号20Pin双列直插封装3、内部结构12LE “通”“断”锁存4、数据输入时序和输出波形15、三种工作方式特点：每次转换需要操作两次。
多片DAC同步输出电路（2）单缓冲方式（3）无缓冲方式。